固態(tài)攝像裝置的制造方法
【專利摘要】根據(jù)實施方式的固態(tài)攝像裝置，光學分離層以避開像素的角部的方式配置于相鄰像素間，在半導體基板內遮斷光的透過，擴散層以配置于所述像素的角部的方式形成于所述半導體基板，且被設定為電源電位或接地電位。
【專利說明】固態(tài)攝像裝置
[0001][相關申請]
[0002]本申請享有以2015年2月18日申請的日本專利申請案2015-29280的優(yōu)先權的利益，且將該日本專利申請案的全部內容引用至本申請。
技術領域
[0003]本發(fā)明的實施方式一般來說涉及一種固態(tài)攝像裝置。
【背景技術】
[0004]在固態(tài)攝像裝置中，有一種構造，為了防止混色而按每一個像素將元件分離。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的實施方式提供一種能夠抑制像素面積的增大且減少混色的固態(tài)攝像裝置。
[0006]實施方式的固態(tài)攝像裝置具備半導體基板、像素、光學分離層、及擴散層。像素設于所述半導體基板，且在行方向及列方向配置。光學分離層以避開所述像素的角部的方式配置于相鄰像素間，在所述半導體基板內遮斷光的透過。擴散層以配置于所述像素的角部的方式形成于所述半導體基板，且被設定為電源電位或接地電位。
【附圖說明】
[0007]圖1是表示第I實施方式的固態(tài)攝像裝置的像素的構成例的電路圖。
[0008]圖2是表示圖1的像素的光學分離層的布局例的俯視圖。
[0009]圖3是表示圖1的像素的柵極電極及配線的布局例的俯視圖。
[0010]圖4是表示以圖3的A-A線切斷后的構成例的剖視圖。
[0011]圖5是表示以圖3的B-B線切斷后的構成例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0012]以下參照附圖詳細地說明實施方式的固態(tài)攝像裝置。另外，本發(fā)明并非由這些實施方式限定。
[0013](第!實施方式)
[0014]圖1是表示第I實施方式的固態(tài)攝像裝置的像素的構成例的電路圖。另外，在圖1中以4像素I單元構造為例。
[0015]在圖1中，在綠色像素Gr設有光電二極管I3D-Gr，光電二極管I3D-Gr經(jīng)由讀出晶體管TGgr而連接于浮動擴散層H)。在紅色像素R設有光電二極管H)-R，光電二極管I3D-R經(jīng)由讀出晶體管TGr而連接于浮動擴散層FD ο在藍色像素B設有光電二極管F1D-B，光電二極管F1D-B經(jīng)由讀出晶體管TGb而連接于浮動擴散層H) ο在綠色像素Gb設有光電二極管I3D-Gb，光電二極管ro-Gb經(jīng)由讀出晶體管TGgb而連接于浮動擴散層ro O各光電二極管ro-Gr、PD-R、PD-B、PD-Gb的陽極連接于接地電位VSS。
[0016]并且，浮動擴散層H)連接于放大晶體管Tamp的柵極，放大晶體管Tamp的源極連接于垂直信號線Vlin，放大晶體管Tamp的漏極經(jīng)由行選擇晶體管Tadr而連接于電源電位VDD。此外，浮動擴散層H)經(jīng)由復位晶體管Trst而連接于電源電位VAD。能夠向讀出晶體管TGgr、TGr、TGb、TGgb的柵極分別輸入讀出信號Φ DI?Φ D4。能夠向復位晶體管Tr st的柵極輸入復位信號CR。能夠向行選擇晶體管Tadr的柵極可輸入行選擇信號ΦΑ。
[0017]圖2是表示圖1的像素的光學分離層的布局例的俯視圖。
[0018]在圖2中，在半導體基板21設有像素PC。半導體基板21的材料可使用例如S1、Ge、SiGeXaAsXaAlAs、InP、GaP、GaN、SiC、InGaAsP等。此外，在半導體基板21嵌入有光學分離層23。光學分離層23可露出于半導體基板21的正面。光學分離層23配置于彼此相鄰的像素PC間，能夠在半導體基板21內遮斷光的透過。于此，光學分離層23以避開像素PC的角部的方式配置于半導體基板21。此時，光學分離層23可以避開各像素PC的角部的方式配置于各像素PC的4邊。此時，各像素PC的主動區(qū)域可不被光學分離層23分斷，從而能夠在半導體基板21內使各像素PC的主動區(qū)域相連。在主動區(qū)域設有半導體基板21的通道區(qū)域或雜質擴散區(qū)域。光學分離層23既可為吸收光的光吸收層，也可為反射光的光反射層。該光反射層也可為使半導體基板21的入射光全部反射的全反射層。光學分離層23的材料既可使用Al等金屬，也可使用氧化娃、氮化娃或氧化鋁等絕緣體。
[0019]圖3是表示圖1的像素的柵極電極及配線的布局例的俯視圖。另外，在圖3中，以背面照射型CMOS影像傳感器為例。此外，在圖3中，以4像素I單元構造為例。此外，在圖3中，表示2行2列的4個像素的柵極電極及其周圍的擴散層的布局例。
[0020]在圖3中，在行方向DR及列方向DC遍及2行2列而配置4個像素PC。在各像素PC的四角除去光學分離層23，而在各像素PC的四角設置主動區(qū)域。并且，在2行2列的4個像素PC的角部間的主動區(qū)域配置有浮動擴散層H)，由4個像素PC共用I個浮動擴散層FD。此外，在2行2列的4個像素PC周圍的主動區(qū)域配置有擴散層Hl?HS。擴散層Hl?HS可設定為電源電位或接地電位。例如，擴散層Hl、H2、H4可連接于圖1的接地電位VSS，擴散層H3可連接于圖1的電源電位VAD，擴散層H7、H8可連接于圖1的電源電位VDD，擴散層H5、H6可連接于圖1的垂直信號線Vlin。于此，各像素PC的主動區(qū)域在半導體基板21內相連，因此各擴散層Hl?HS能夠在彼此相鄰的像素PC間被共用。此外，在各像素PC內的主動區(qū)域配置有擴散層Hll?H14。擴散層Hll?H14能夠作為晶體管的源極或漏極使用。此外，在半導體基板21上以與像素PC重疊的方式配置有柵極電極Gl?G9。柵極電極Gl?G4是以與浮動擴散層H)相鄰的方式配置。另夕卜，柵極電極GI?G4可用作圖1的讀出晶體管TGgr、TGr、TGb、TGgb的讀取柵極電極。柵極電極G5、G6、G9可用作圖1的放大晶體管Tamp的放大器柵極電極。此時，放大器柵極電極可遍及隔著像素PC相互對向的光學分離層23間而配置。柵極電極G7可用作圖1的行選擇晶體管Tadr的選擇柵極電極。柵極電極G8可用作圖1的復位晶體管Trst的復位柵極電極。于此，擴散層Hll?H13經(jīng)由配線W2、W3而連接。浮動擴散層H)、擴散層H14及柵極電極G5、G6、G9經(jīng)由配線Wl而連接。于此，通過使彼此相鄰的像素PC間共用各擴散層Hl?HS，無須對每一個像素PC設置擴散層Hl?HS，從而可縮小布局面積。此外，通過以與像素PC重疊的方式配置柵極電極GI?G9，與在像素PC間配置柵極電極GI?G9的構成相比，能夠提升放大晶體管Tamp等的驅動力且能夠縮小布局面積。因此，能夠實現(xiàn)拍攝圖像的高品質化且能夠實現(xiàn)固態(tài)攝像裝置的小型化。另外，在所述實施方式中，是以4像素I單元構造為例，但既可應用于2像素I單元構造，也可應用于8像素I單元構造。
[0021]圖4是表示以圖3的A-A線切斷后的構成例的剖視圖，圖5是表示以圖3的B-B線切斷后的構成例的剖視圖。
[0022]在圖4及圖5中，在半導體基板21上對應每一個像素PC而形成有光電轉換層22。在光電轉換層22的背面?zhèn)刃纬捎嗅斣鷮?pining layer)24，在光電轉換層22的正面?zhèn)刃纬捎嗅斣鷮?5。半導體基板21可使用P型半導體。光電轉換層22可使用η—型雜質擴散層。釘扎層24、25可使用P+型雜質擴散層。浮動擴散層FD可使用η+型雜質擴散層。于此，如圖4所示，在像素PC的邊方向設有光學分離層23，如圖5所示，在像素PC的角部方向除去光學分離層23。并且，在像素PC的角部方向，在已除去光學分離層23的區(qū)域配置有浮動擴散層H)及擴散層Hl、H3。此外，在半導體基板21的背面?zhèn)葘恳粋€像素PC而設置彩色濾光片26。在彩色濾光片26上對應每一個像素PC而設置微透鏡27。
[0023]并且，通過微透鏡27使入射光LI聚光后，利用彩色濾光片26進行波長選擇，并入射至光電轉換層22。然后，在光電轉換層22將入射光LI轉換成電荷e—，并蓄積于光電轉換層
22。此時，若入射至光電轉換層22的入射光LI到達光學分離層23，此入射光LI便會被光學分離層23反射，返回至原本的光電轉換層22。因此，能夠防止已通過顏色與自身像素PC不同的彩色濾光片26后的入射光LI入射至自身像素PC，從而能夠防止混色。
[0024]雖然對本發(fā)明的若干實施方式進行了說明，但所述多個實施方式是作為示例而提示的，并不意圖限定發(fā)明的范圍。所述新穎的實施方式能以其他各種形態(tài)實施，且在不脫離發(fā)明主旨的范圍內可以進行各種省略、置換、變更。所述實施方式或其變化包含于發(fā)明的范圍及主旨，且包含于權利要求所記載的發(fā)明及其均等范圍內。
【主權項】
1.一種固態(tài)攝像裝置，其特征在于具備: 半導體基板； 像素，設于所述半導體基板，且在行方向及列方向配置； 光學分離層，以避開所述像素的角部的方式配置于相鄰像素間，在所述半導體基板內遮斷光的透過;及 擴散層，以配置于所述像素的角部的方式形成于所述半導體基板，且被設定為電源電位或接地電位。2.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光學分離層在所述像素的4角部被除去，將所述擴散層配置于所述像素的4角部。3.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述擴散層在所述相鄰像素間被共用。4.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光學分離層以避開所述像素的角部的方式配置于所述像素的4邊。5.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光學分離層是使所述半導體基板的入射光全部反射的全反射層。6.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光學分離層從所述半導體基板的正面貫通至背面。7.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:在配置于所述像素的4角部的第I角部至第4角部中的所述第I角部至所述第3角部，分別配置有第I至第3擴散層，在所述第4角部配置有浮動擴散層。8.根據(jù)權利要求7所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述第I擴散層被設定為所述電源電位，所述第2擴散層被設定為所述接地電位，所述第3擴散層連接于在所述列方向傳送從所述像素讀出的信號的垂直信號線。9.根據(jù)權利要求7所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于具備: 光電轉換層，設于所述半導體基板； 讀取柵極電極，設于所述浮動擴散層與所述光電轉換層之間的主動區(qū)域上； 復位柵極電極，配置于所述半導體基板上;及 放大器柵極電極，配置于所述半導體基板上。10.根據(jù)權利要求9所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:具備配置于所述半導體基板上的選擇柵極電極。11.根據(jù)權利要求8所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光學分離層具備隔著所述像素而相互對向的第I光學分離層及第2光學分離層； 所述放大器柵極電極從所述第I光學分離層遍及所述第2光學分離層而配置。12.根據(jù)權利要求8所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光電轉換層含有第I導電型半導體，在所述光學分離層的周圍設有第2導電型半導體，且所述第2導電型半導體配置于所述光電轉換層與所述光學分離層之間。13.根據(jù)權利要求8所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于具備:彩色濾光片，設于所述半導體基板的背面?zhèn)?及 微透鏡，設于所述彩色濾光片上。14.根據(jù)權利要求13所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述光學分離層貫通所述彩色濾光片，按所述像素的每一個而將所述彩色濾光片分離。15.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:具備由4個像素呈2行2列配置的4像素I單元構造，且具備: 浮動擴散層，配置于所述4個像素的角部間，由所述4個像素共用； 4個讀取柵極電極，以與所述浮動擴散層相鄰的方式對應所述像素的每一個而配置于所述半導體基板上； 復位柵極電極，由所述4個像素共用，且配置于所述半導體基板上;及 放大器柵極電極，由所述4個像素共用，且配置于所述半導體基板上。16.根據(jù)權利要求15所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述擴散層配置于所述單元周圍的主動區(qū)域。17.根據(jù)權利要求15所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述擴散層配置于所述單元的4角部與所述單元的4邊的中央。18.根據(jù)權利要求15所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述單元具備第I像素至第4像素， 所述放大器柵極電極配置于所述第I像素至所述第3像素上， 所述復位柵極電極配置于所述第4像素上。19.根據(jù)權利要求18所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于具備配置于所述半導體基板上的選擇柵極電極， 所述選擇柵極電極配置于所述第I像素及所述第2像素上。20.根據(jù)權利要求19所述的固態(tài)攝像裝置，其特征在于:所述放大器柵極電極的第I角部連接于所述單元的4角部的擴散層中的一個，所述放大器柵極電極的第2角部連接于所述單元的4邊的中央的擴散層中的一個。
【文檔編號】H01L27/14GK105895640SQ201610015831
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月11日
【發(fā)明人】佐野文昭
【申請人】株式會社東芝